Propiedades de metales y cerámicas

Algunas propiedades de los metales y cerámicas pueden predecirse o justificarse mediante la estructura cristalina perfecta, tal como se ha descrito. Es el caso de las que se especifican a continuación:

a) densidad, b) módulo de elasticidad, c) punto de fusión.

Sin embargo, otras propiedades no pueden ser justificadas por la estructura cristalina, porque dependen de las desviaciones que los cristales reales presentan con respecto al cristal ideal perfecto, entre éstas se encuentran las que se citan en el apartado 7: plasticidad y su entorno, límite elástico, carga de rotura, resistencia a la fluencia, resistencia a la fatiga, etc.

6.1 DENSIDAD

La densidad de un metal puede deducirse a través del modelo de esferas duras, por medio del conocimiento del volumen de la celdilla, v, de la masa de cada átomo, m, y del número de átomos, n, existentes en cada celdilla. Así pues la densidad, r viene definida por:

r = m . n / v (3.20)

donde m se puede estimar a partir del número de Avogadro, N, y el peso molecular del metal, Pm, en la forma:

m = Pm / N (3.21)

6.2 MODULO DE ELASTICIDAD

Las propiedades elásticas se determinan por la fuerza necesaria para producir un cambio unitario en la forma de una probeta, y se calculan como la relación de las tensiones (s) a las deformaciones resultantes (e).

En el caso de admitir su linealización, se puede representar por la pendiente de la curva en el entorno del punto de equilibrio a0 en la curva F = f (x) de las fuerzas interatómicas, figura 3.26. Así pues, el módulo de elasticidad E viene definido por:

(3.22)

y establece la modelización de la ley de Hooke.

Con el mismo criterio podría deducirse el modulo de cizallamiento (Et) si la curva de la figura 3.26 se refiriera a fuerzas de cortadura (Fc) que tienden a hacer deslizar unos planos cristalográficos sobre sus vecinos un ángulo definido por G. Es decir:

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